Οι Ιάπωνες δημιούργησαν μια εμφυτεύσιμη οπτική συσκευή όχι μεγαλύτερη από το πλάτος ενός νομίσματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των μοτίβων του εγκεφάλου!!!
ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΕΜΦΥΤΕΥΣΙΜΕΣ ΟΠΤΟΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΓΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ. (Optogenetics, 2018)
Μια ομάδα επιστημόνων στην Ιαπωνία ανέπτυξε μια ακόμα πιο μικροσκοπική οπτική εμφυτεύσιμη βιοσυσκευή, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μελέτες οπτογενετικής.
Δημιούργησαν μια εμφυτεύσιμη οπτική συσκευή όχι μεγαλύτερη από το πλάτος ενός νομίσματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των μοτίβων του εγκεφάλου. Η δουλειά τους δημοσιεύεται στο AIP Advances.
Για αιώνες, είναι γνωστό ότι οι χημικές ουσίες μπορούν να αλλάξουν τη νευρική συμπεριφορά. Με την έλευση της οπτογενετικής, οι επιστήμονες μπορούν τώρα να χρησιμοποιήσουν το φως για να χειριστούν και τη νευρική συμπεριφορά. Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές έχουν ελέγξει με επιτυχία τη συμπεριφορά των τρωκτικών χρησιμοποιώντας εμφυτευμένες οπτικές συσκευές που εκπέμπουν συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός. Ωστόσο, οι συσκευές είναι συχνά ογκώδεις, σαν ένα ποδοσφαιρικό κράνος ή κάτι πιο βαρύ και προκαλούν ενόχληση και αγωνία στα ζώα.
Η σμίκρυνση των εμφυτεύσιμων συσκευών έχει παρεμποδιστεί από την εξάρτηση από τα ηλεκτρομαγνητικά. Σε τέτοιες συσκευές, τόσο η τάση όσο και το ρεύμα μειώνονται με τη μείωση του μεγέθους, περιορίζοντας έτσι την ισχύ. Από την άλλη πλευρά, σε συσκευές που εξαρτώνται από φωτοβολταϊκά, η τάση παραμένει αμετάβλητη, καθώς μειώνεται το μέγεθος.
Στην παρούσα μελέτη, ο αναπληρωτής καθηγητής Takashi Tokuda στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Nara (NAIST), δημιούργησε μια μικροσκοπική εμφυτεύσιμη οπτική συσκευή χρησιμοποιώντας έναν συμπληρωματικό ημιαγωγό μεταλλικού οξειδίου που ελέγχει τη φωτοβολταϊκή ισχύ.
«Ενσωματώσαμε δύο σετ φωτοβολταϊκών στοιχείων σε τσιπ ημιαγωγών. Δέκα κυψέλες ενσωματώθηκαν για τροφοδοσία και επτά κυψέλες για πόλωση», είπε.
Με όγκο 1 mm3 και βάρος μόλις 2,3 mg, η συσκευή είναι σχεδόν μία τάξη μεγέθους μικρότερη από οποιαδήποτε άλλη αναφερόμενη συσκευή, με αποτέλεσμα ο Tokuda να την αποκαλεί «τον μικρότερο ασύρματο οπτικό νευρωνικό διεγέρτη στον κόσμο».
Η συσκευή περιλαμβάνει επίσης ένα τσιπ InGan LED, το οποίο κάνει τη συσκευή να εκπέμπει μπλε φως. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της συσκευής, ωστόσο, είναι ότι μπορεί να ενεργοποιηθεί με υπέρυθρο φως. Το υπέρυθρο φως χρησιμοποιείται σε πολλές θεραπείες φωτός επειδή μπορεί να διεισδύσει βαθιά στο σώμα, ενώ το μπλε φως δεν μπορεί να πάει πολύ πιο βαθιά από την επιφάνεια. Αυτό σημαίνει ότι η συσκευή μπορεί να διεγείρεται ακόμα και όταν εμφυτεύεται βαθιά στο σώμα.
Οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι η συσκευή τους απαιτεί περαιτέρω τροποποιήσεις προτού μπορέσει να φτάσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων της.
«Η συσκευή μπορεί να εφαρμοστεί μόνο για παλμικές διεγέρσεις και απαιτεί χρόνο φόρτισης για κάθε διέγερση. Τα περισσότερα οπτογενετικά χρησιμοποιούν πολλαπλούς παλμούς. Πρέπει να βελτιώσουμε την απόδοση λήψης και μετατροπής ενέργειας», είπε.